作为优秀的教学工作者，在教学时能够胸有成竹，教师要准备好教案，这是每个教师都不可缺少的。教案可以让学生能够听懂教师所讲的内容，使教师有一个简单易懂的教学思路。写好一份优质的教案要怎么做呢？为了让您在使用时更加简单方便，下面是小编整理的“《电流的热效应》教学设计”，欢迎大家阅读，希望对大家有所帮助。

《电流的热效应》教学设计

一、教学设计思路

1．本节课体现了新课标理念

（1）本节课从一个简单的生活现象，通过多媒体视频和丰富的图片介绍电热在生活中的应用，体现了从生活走向物理，从物理走向社会的新课标理念。

（2）本节课设计成体现物理新课标理念的以学生为主体，亲自参与动手实验的探究课，探究的课题是影响电流热效应的因素，特别注意引导学生通过实验事实，归纳、概括出影响电流热效应的因素，使学生得到创造、探索的训练。

2．本节课体现了高效型课堂教学理念——优化的教学设计

本节课重视问题情境的创设和思维动机的激发，通过引导学生主体积极参与教学，主动的探究和建构知识。传统的教学常把这节课上成实验验证焦耳定律的规律课，忽视了课题的方法教育功能（实验方法、控制变量法）和学生思维能力、探究能力的培养。因而我力图将本课题的教学转变成为师生共同参与的启发问题探究课，在实验中以实验为载体展开过程，以问题为线索将课堂教学组织起来，通过积极创设问题情境，力求使实验与思维有机结合，层层递进，使学生始终处于积极参与探究的状态之中，充分展现物理课教学的特点和魅力。

3．本节课培养了学生的创新意识和实践能力。

根据认知心理学和建构主义学习理论的观点，在物理课程和现实生活的情境中，教师要尽可能的创造条件让学生自己去发现问题，动手设计实验进行探究，在做中学，在体验、理解和应用的过程中，培养学生的创新能力和实践能力。因此精心设计了本节课的探究实验，教师在课堂上作好学生学习的引导者、促进者，一切从学生的实际出发，所有的活动都围绕促进学生的发展而进行，真正把学生摆到主体和中心的地位。所以将焦耳定律的演示实验改为学生分组探究实验，在教师的引导下，让学生通过自己的探究获得知识，培养能力，增加小组成员间的交流合作，激发学生第二智慧潜能，提高学生的探究兴趣和技能。

二、教学目标：

（一）知识与技能

1．知道电流的热效应.

2．知道电流通过导体时产生的热量和电流、电阻及通电时间的定性关系。

3．了解生产和生活中如何利用电流的热效应来为人类服务，了解电流热效应带来的危害及防止的措施。

4．理解焦耳定律的内容、公式、单位及其简单应用。

（二）过程与方法

1、通过探究“电流通过导体产生的热量跟那些因素有关”初步培养学生发现、研究、解决问题的能力。

2、通过教学培养学生运用焦耳定律解决一些简单实际问题的能力。

3、注意对学生进行研究方法（控制变量法）的培养

（三）情感态度价值观

1、通过经历科学探究的过程，使学生认识实验对人们获取科学理论的重要价值；

2、通过对所学知识的应用，体会物理知识来源于生活，服务于社会的理念。

3、使学生通过对英国物理学家焦耳的了解，受到其刻苦钻研精神和严谨科学态度的感染和熏陶。（在探究实验的基础上引出焦耳定律，理解焦耳定律的内容、公式、单位及其应用。）

三、教学重点：通过实验探究电流热效应跟电流和电阻大小的关系。

教学难点：组织指导学生在探究过程中认真观察、分析，并得出正确结论。

四、教学资源：学生用：长度横截面积相同的锰铜丝、镍铬丝（2个）、滑动变阻器、电流表、导线、开关、电源，火柴。

演示用：电炉、电熨斗、热得快等电热器、220V100W的灯泡一个、电脑课件。

教学过程：

教学环节

教师活动

学生活动

设计意图

一创设情景，引入新课

二、学生提出问题猜想

演示：将220V100W的灯泡接入家庭电路中。

教师引导：同学们根据自己的生活经验，一定能举出许多电能变成内能的例子。通过对电能的学习，大家已经了解电流通过导体时，导体会发热。

板书：电流的热效应

教师引导：同学们有没有考虑过这样的问题：导线和用电器中流过的电流相同吗？

教师引导：导线和灯炮中流过了相同的电流，灯泡发热而导线却几乎不发热，这是为什么？今天同学们就来一起探讨电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关呢？（同学之间相互讨论，大胆猜想）

教师引导：I、U、R、t、W、P等因素中，好多量之间，是有关联的，（如：P＝UI，W＝UIt，U＝IR等。

两名同学分别摸一摸灯泡和与灯泡相连的导线，说出自己的感受。

学生举出生活中电能变成内能的例子。

笔记理解

学生回答：：相同

可能导线和灯泡的电阻不同

同学间相互讨论，大胆猜想

A．通电导体产生的热量可能与I、R、t有关？

B．通电导体产生的热量可能与U、W、P有关？

同学之间集体讨论，集思广益，达成共识），要研究通电导体产生的热量跟哪些因素有关，我们只要研究通电导体产生的热量与I、R、t的关系就可以了。

创设问题情境，激发学生的兴趣和求知欲。

从生活走向物理

创设猜想的情境

为学生顺利猜想作好铺垫

让学生经历假定的过程，让学生经历解释的过程。使假设（猜想）有科学性、推测性、检测性、创造性。使学生根据已有事实、知识对假定的合理性进行解释。

教学环节

教师活动

学生活动

设计意图

设计探究方案一

进行实验，收集证据

师出示探究方案（一）

l．探究对象：Q与R的关系；

2．主要实验器材及电路组成；

3．显示产生热量多少的方法。

探究Q与R的关系时，至少需要几个电阻？（两只）

两只电阻大小的关系怎样？（电阻大小不等）

探究时应保持什么量不变？（I、t）

怎样来保证通过电阻丝中的电流大小相等，通电时间相同？（串联在同一电路中）

实验电路中，除阻值不等的电阻丝R1、R2外，还应有哪些主要器材？（电源、开关、导线等）。

教师对学生的设计加以肯定、鼓励。

怎样来显示通电导体产生热量的多少？

①将两根电阻丝分别浸没在等质量的煤油中，通电后，用温度计测煤油温度的变化。

②将两根电阻丝分别浸没在装满煤油的、规格相同的烧瓶中，并插入细玻璃管，通电后，观察管中液面的变化。

③在两根电阻丝上，分别放上火柴。通电后，观察火柴燃烧的情况。

按照探究方案进行实验，师巡视指导发现问题及时解决

小组讨论，大组交流

学生填写探究方案

同学讨论

设计出一个科学的合理的实验电路，并画出它的电路图并大屏幕展示

学生带着自己组的实验设计方案到展台前讲解说明，

展示1，2，3组

学生、教师各抒己见

分析讨论哪一种方法更好一些，讨论比较后，各实验小组采用第三种方法进行。

连接实验电路进行探究实验，将实验现象和结果填入实验的表格中。

注重前后知识的联系，渗透物理学的研究方法，对学生的终身学习很有裨益

把探究方案和电路设计填入表中为后边的实验提供依据，同时也便于和别人交流。以组为单位进行讨论培养了学生的合作意识

学生探究的欲望越来越强烈，培养学生发散思维能力和语言表达能力，利用信息技术进行自我展示能力。

增强实验设计中的学生自主学习，使整个活动更贴近科学探索实际

培养学生动手实验能力和实事求是的科学态度。围绕目标学生实验探究合作意识的培养。

教学环节

教师活动

学生活动

设计意图

设计探究方案二

进行实验，收集证据

分析与论证

探究方案㈡

1．探究对象：Q与I的关系；

2．主要实验器材及电路的组成；

3．显示产生热量多少的方法。

探究Q与I的关系时，应保持什么量不变？（R、t）

如何使等值电阻中的电流大小不等呢？（并接在两条支路中，其中一条支路中串接一只限流电阻）。

按照探究方案进行实验，师巡视指导发现问题及时解决

师板书

结论：导体中电流越大，导体的电阻越大，通电时间越长，通电导体产生的热量越多。

通过实验探究我们得到了通电导体产生的热量与电流、电阻、通电时间的定性关系。

师放映影片

英国物理学家焦耳做了大量的实验于1840年确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的定量关系。

板书：焦耳定律的数学公式

Q=I2RT

介绍单位

回答本堂课开始所提出的两个问题。

1.为什么电路中灯泡的灯丝的发红，而连接的导线并不怎么热？

小组讨论，大组交流

学生填写探究方案

小组讨论

大组交流

设计电路图，由学生实物投影展示。

各小组根据电路图将提供的实物连接成电路进行实验将实验现象和结果填入实验的表格中。

学生得出结论：I、t相同，R越大，产生热量越多。

学生得出结论：R、t相同，I越大，产生的热量越多。

从上述两个探究过程中，也可得出：R、I一定，t越长，产生的热量越多。

观看

记忆理解

使学生在讨论中加深对知识的理解，在讨论中尝试评估他人的方案，有从评估中吸收经验教训的意识，从而改进探究方案。

通过总结既培养了学生的分析归纳能力，又巩固了前面所学知识，注重了知识的前后联系

同时也锻炼学生语言表达能力

对学生进行爱国主义教育

前后呼应，使学生能体验到用物理知识解决实际问题的探究快乐。

教学环节

教师活动

学生活动

设计意图

4．评价与交流

课堂练习

课堂小结

作业

2.电热的利用和防止（根据同学所掌握的信息，采用相互交流的方式，来辩证地看待电热的作用。）

（1）电流的热效应有着广泛的应用。

（2）很多情况下需要防止电热造成的危害。

放映影片介绍新型发热材料——PTC是一种新型的半导体陶瓷材料.它以钛酸钡为主，掺入多种物质后加工而成，目前家用的陶瓷暖风器、陶瓷电热水壶等就是用这种材料做成的.

1．填空：

2.利用焦耳定律计算

出示幻灯片

你学到了那知识和方法？

1.让学生自己查阅“电流热效应苦与乐”。写成科学小论文。

2.教材P73页1、2

交流发言

学生利用上网查到的材料进行交流

电流的热效应的应用：电热水器、电饭锅、……。

防止电热造成的危害。

电动机发热，……。

观看

练习，思考

记作业

给学生创设交流的平台，使他们体验到师生的平等，做到以人为本，激发了学生的探究的强烈愿望和乐于交流的意识。

探究的目的是为了从物理走向生活

渗透STS教育。

通过对实际问题的分析、讨论，材料的选择、及热量计算公式的运用，提高学生运用物理知识解决实际问题的能力。进一步加深学生对物理知识的理解。

培养学生总结知识的能力。

让学生在开放的环境下更加深刻的感受到科学知识的真实，有用有趣。

相关阅读

化学反应中的热效应教学案

作为优秀的教学工作者，在教学时能够胸有成竹，教师要准备好教案，这是老师职责的一部分。教案可以让学生更好地进入课堂环境中来，使教师有一个简单易懂的教学思路。那么如何写好我们的教案呢？下面是小编精心为您整理的“化学反应中的热效应教学案”，相信您能找到对自己有用的内容。

专题1　化学反应与能量变化

第一单元化学反应中的热效应

第1课时　化学反应的焓变

[目标要求]　1.了解反应热的概念，知道化学反应、热效应与反应的焓变之间的关系。
2.知道反应热与化学键的关系。3.知道反应热与反应物、生成物总能量的关系。
　
焓变　反应热
在化学反应过程中，不仅有物质的变化，同时还伴有能量变化。
1．焓和焓变
焓是与物质内能有关的物理量。单位：kJmol－1，符号：H。
焓变是在恒压条件下，反应的热效应。单位：kJmol－1，符号：ΔH。
2．化学反应中能量变化的原因
化学反应的本质是反应物分子中旧化学键断裂和生成物生成时新化学键形成的过程。
任何化学反应都有反应热，这是由于在化学反应过程中，当反应物分子间的化学键断裂时，需要克服原子间的相互作用，这需要吸收能量；当原子重新结合成生成物分子，即新化学键形成时，又要释放能量。
ΔH＝反应物分子的总键能－生成物分子的总键能。
3．放热反应与吸热反应
当反应完成时，生成物释放的总能量与反应物吸收的总能量的相对大小，决定化学反应是吸热反应还是放热反应。
(1)当ΔH为“－”或ΔH0时，为放热反应，反应体系能量降低。
(2)当ΔH为“＋”或ΔH0时，为吸热反应，反应体系能量升高。
4．反应热思维模型
(1)放热反应和吸热反应
放热反应吸热反应

(2)反应热的本质
(以H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)
ΔH＝－186kJmol－1为例)
E1：E(H—H)＋E(Cl—Cl)
E2：2E(H—Cl)
ΔH＝E1－E2
知识点一　反应热
1．下列说法不正确的是()
A．需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应
B．放热反应在常温下一定很容易发生
C．反应是放热还是吸热必须看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小
D．吸热反应在一定条件下也能发生
答案　B
解析　化学反应的能量变化主要表现为放热或吸热。反应是放热还是吸热主要取决于反应物和生成物所具有的总能量的相对大小。放热反应和吸热反应在一定的条件下都能发生。反应开始时需加热的反应可能是吸热反应，也可能是放热反应。吸热反应开始加热，反应后需不断加热才能使反应继续进行下去；放热反应开始加热，反应后会放出一定的热量，如果此热量足够大，可使反应维持下去，则反应过程不需要再加热，如煤的燃烧，一旦加热使煤燃烧起来后就可继续燃烧下去，不需外界再加热。
2．已知在相同状况下，要使同一化学键断裂需要吸收的能量等于形成该化学键放出的能量。下列说法正确的是()
A．电解熔融的Al2O3可以制得金属铝和氧气，该反应是一个放出能量的反应
B．水分解产生氢气和氧气时放出能量
C．相同状况下，反应2SO2＋O2===2SO3是一个放热反应，则反应2SO3===2SO2＋O2是一个吸热反应
D．氯化氢分解成氢气和氯气时放出能量
答案　C
解析　由题意可以推测，如果一个反应过程放出能量，那么使该反应向反方向进行则需要吸收能量，所以C正确；另外氢气和氧气反应、氢气和氯气反应、铝和氧气反应都是放出能量的反应，与它们相反的反应：水、氯化氢和Al2O3的分解都应该是吸收能量的反应，故A、B、D错误。
知识点二　反应热与化学键键能的关系
3．通常人们把拆开1mol某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能。现给出化学键的键能(见下表)：
化学键H—HCl—ClCl—H
键能/(kJmol－1)436243431
请计算H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)的反应热()
A．＋862kJmol－1B．＋679kJmol－1
C．－183kJmol－1D．＋183kJmol－1
答案　C
解析　拆开1molH2和1molCl2中的化学键所吸收的能量是436kJmol－1＋243kJmol－1＝679kJmol－1；形成2molHCl所放出的能量是431kJmol－1×2＝862kJmol－1，所以该反应的反应热是679kJmol－1－862kJmol－1＝－183kJmol－1。
4．已知H—H键键能(断裂时吸收或生成时释放的能量)为436kJmol－1，H—N键键能为391kJmol－1，根据热化学方程式：N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)　ΔH＝－92.4kJmol－1。则NN键的键能是()
A．431kJmol－1B．946kJmol－1
C．649kJmol－1D．896kJmol－1
答案　B
解析　本题主要考查利用化学键键能计算化学反应的能量变化，ΔH＝－(生成物键能总和－反应物键能总和)＝－[6×EN—H－(3×EH—H＋ENN)]，得ENN＝6×EN—H－3×EH—H＋ΔH＝6×391kJmol－1－3×436kJmol－1－92.4kJmol－1≈946kJmol－1。故正确答案为B。
5.白磷的化学式为P4，分子的空间构型是正四面体(如图)。白磷在空气中燃烧生成十氧化四磷(P4O10)，在十氧化四磷分子里只存在P—O和P===O两种共价键。
已知几种共价键的键能：P—O360kJmol－1；
P===O585kJmol－1；P—P198kJmol－1；
O===O498kJmol－1。
请问：在P4(s)＋5O2(g)===P4O10(s)中，ΔH＝______________。
答案　－2982kJmol－1
解析　由P4的分子结构和P4＋5O2=====点燃P4O10的物质变化，在P4O10分子中只存在P—O和P===O两种共价键，P4O10中P显＋5价、O显－2价等事实可知，在P4分子结构的基础上，每2个P原子之间插入1个O原子形成2个P—O键，每个P原子再结合1个O原子形成P===O键，就构成了P4O10的分子结构。这样，在1个P4O10分子中共有12个P—O键、4个P===O键。
ΔH＝反应物键能总和－生成物键能总和＝6×198kJmol－1＋5×498kJmol－1－(12×360kJmol－1＋4×585kJmol－1)＝－2982kJmol－1。
知识点三　反应热与反应物、生成物总能量的关系
6．已知25℃、101kPa下，石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为：
C(石墨)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－393.5kJmol－1①
C(金刚石)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－395.4kJmol－1②
据此判断，下列说法正确的是()
A．由石墨制备金刚石是吸热反应；石墨的能量比金刚石的低
B．由石墨制备金刚石是吸热反应；石墨的能量比金刚石的高
C．由石墨制备金刚石是放热反应；石墨的能量比金刚石的低
D．由石墨制备金刚石是放热反应；石墨的能量比金刚石的高
答案　A
解析　有两种方法判断：方法一：反应中放出的热量＝反应物的总能量－生成物的总能量；方法二：由①－②得C(石墨)===C(金刚石)　ΔH＝1.9kJmol－1，该反应为吸热反应，石墨的能量比金刚石的能量低，石墨更稳定。故正确答案为A。
7.由右图分析，有关叙述正确的是()
A．A―→B＋C和B＋C―→A两个反应吸收或放出的能量不等
B．A―→B＋C是放热反应
C．A具有的能量高于B和C具有的能量总和
D．A―→B＋C是吸热反应，则B＋C―→A必然是放热反应
答案　D
解析　本题考查化学反应中的能量变化，由图可知，B＋C的能量高于A的能量，则反应B＋C―→A一定是放热反应；反之，A―→B＋C则是吸热反应。根据能量守恒定律，两反应的反应热在数值上相等，符号相反。
　
练基础落实

1．下列反应既属于氧化还原反应，又属于吸热反应的是()
A．铝片和稀盐酸的反应
B．Ba(OH)28H2O与NH4Cl的反应
C．灼热的碳与二氧化碳的反应
D．甲烷在氧气中的燃烧
答案　C
解析　注意知识的积累，记住常见的吸热反应。B、C属于吸热反应，再从化合价变化角度来分析，知答案为C。
2．下列说法不正确的是()
A．任何化学反应都伴随着能量变化
B．化学反应中的能量变化都表现为热量变化
C．反应物的总能量高于生成物的总能量时，发生放热反应
D．反应物的总能量低于生成物的总能量时，发生吸热反应
答案　B
解析　任何化学反应都伴随着能量变化，但能量变化不一定表现为热量变化，还可能以光能等其他形式的能量放出；E(反应物)E(生成物)，反应放热，E(反应物)E(生成物)，反应吸热。
3．下列过程一定释放出能量的是()
A．化合反应B．分解反应C．分子拆成原子D．原子组成分子
答案　D
解析　形成化学键释放能量，原子结合成分子放出能量，化合、分解反应有可能是放热反应，也有可能是吸热反应。
4．已知氢气在氯气中燃烧时产生苍白色火焰。在反应过程中，破坏1mol氢气中的化学键消耗的能量为Q1kJ，破坏1mol氯气中的化学键消耗的能量为Q2kJ，形成1mol氯化氢中的化学键释放的能量为Q3kJ，下列关系式正确的是()
A．Q1＋Q2Q3B．Q1＋Q22Q3C．Q1＋Q2Q3D．Q1＋Q22Q3
答案　D
解析　根据能量守恒原理：破坏化学键吸收的能量－形成新化学键放出的能量＝反应热。对于该放热反应：ΔH0，则Q1＋Q2－2Q30，故Q1＋Q22Q3。
5．CO(g)与H2O(g)反应过程的能量变化如图所示，有关两者反应的说法中正确的是()

A．该反应为吸热反应
B．CO(g)和H2O(g)所具有的总能量大于CO2(g)和H2(g)所具有的总能量
C．反应的热化学方程式：CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)ΔH＝41kJmol－1
D．1molCO2(g)和1molH2(g)反应生成1molCO(g)和H2O(g)要放出41kJ的热量
答案　B
解析　从图中数据可以看出：该反应的ΔH0，为放热反应；CO(g)和H2O(g)所具有的总能量大于CO2(g)和H2(g)所具有的总能量，反应的热化学方程式为CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)　ΔH＝－41kJmol－1。

练方法技巧

6．下列说法正确的是()
A．反应热就是反应中放出的能量
B．在101kPa时，1mol碳燃烧所放出的热量为碳的燃烧热
C．由C(石墨)―→C(金刚石)　ΔH＝1.9kJmol－1可知，金刚石比石墨稳定
D．等量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，前者放出的热量多
答案　D
解析　反应过程中所放出或吸收的热量都是反应热，因此A错；在101kPa时，1mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量叫做该物质的燃烧热，B选项未指明碳完全燃烧生成二氧化碳，是错误的；由C(石墨)―→C(金刚石)　ΔH＝1.9kJmol－1可知，金刚石能量高，不稳定；因为硫固体变为硫蒸气要吸热，所以等量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，前者放出的热量多是正确的(相同条件下，同一物质在气态时具有的能量最多，液态时次之，固态时最少，反应放出的热量等于反应物所具有的能量减去生成物所具有的能量，因为生成物是一样的，所以等量的硫蒸气燃烧时放出的热量比硫固体放出的更多)。
7.已知H2(g)＋12O2(g)===H2O(g)反应过程中能量变化如图，问：a、b、c分别代表什么意义？该反应是放热反应还是吸热反应，ΔH大于零还是小于零？
答案　a代表旧键断裂吸收的能量，b代表新键生成释放的能量，c代表反应热；该反应为放热反应，ΔH0。
解析　H2(g)和12O2(g)与2H(g)和O(g)之间的能量差是H2(g)―→2H(g)和12O2(g)―→O(g)过程中断开H—H键和O===O键吸收的能量，故a代表旧键断裂吸收的能量，
b代表2H(g)＋O(g)结合成H2O(g)过程中化学键所放出的能量，c代表成键所释放的能量与断键吸收的能量之差；由图可知该反应中反应物总能量大于生成物总能量，故该反应为放热反应，ΔH0。

练综合拓展

8．已知1g氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量121kJ，且氧气中1molO===O键完全断裂时吸收热量496kJ，水蒸气中1molH—O键形成时放出热量463kJ，则氢气中1molH—H键断裂时吸收热量是________。
答案　436kJ
解析　因为1g氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量121kJ，所以1molH2与12molO2完全燃烧生成1mol水蒸气时放出热量242kJ。而化学反应中之所以存在能量的变化是因为在化学反应过程中存在旧键的断裂与新键的形成，其中旧键的断裂需要吸收能量而新键的形成需要放出能量。发生上述反应H2(g)＋12O2(g)===H2O(g)　ΔH＝－242kJmol－1时所发生键的变化为断裂1molH—H键和12molO===O键、形成2molO—H键，因此在此反应过程中断裂旧键需要吸收的能量为12×496kJ＋E(H—H)，形成新键释放的能量为2×463kJ＝926kJ，此反应为放热反应，所以有926kJ－12×496kJ－E(H—H)＝242kJ，解得E(H—H)＝436kJ。
9．下表中的数据是破坏1mol物质中的化学键所消耗的能量(kJ)：

物质Cl2Br2I2HClHBrHIH2
能量(kJ)243193151432366298436
　

根据上述数据回答(1)～(5)题。
(1)下列物质本身具有的能量最低的是()
A．H2B．Cl2C．Br2D．I2
(2)下列氢化物中，最稳定的是()
A．HClB．HBrC．HI
(3)X2＋H2===2HX(X代表Cl、Br、I)的反应是吸热反应还是放热反应？答：____________________。
(4)相同条件下，X2(X代表Cl、Br、I)分别与氢气反应，当消耗等物质的量的氢气时，放出或吸收的热量最多的是__________。
(5)若无上表中的数据，你能正确回答出问题(4)吗？
答：________，你的根据是_______________________________________________
________________________________________________________________________。
答案　(1)A　(2)A　(3)放热反应　(4)Cl2　(5)能
元素的非金属性越强，生成的氢化物越稳定，反应放出的能量就越多
解析　破坏1mol物质的化学键时所消耗的能量与相同条件下由形成该物质的原子形成1mol该物质放出的能量相等，放出的能量越多，物质本身具有的能量越低，分子越稳定。(1)生成1molH2时放出的能量最多，为436kJ；(2)在氢化物中，生成1molHCl时放出的能量最多，为432kJ；(3)分别计算出三个反应放出的热量依次为：185kJ、103kJ和9kJ。

第2课时　热化学方程式

[目标要求]　1.知道热化学方程式的意义。2.会书写热化学方程式。3.能熟练判断热化学方程式的正误。
　
一、热化学方程式
1．概念
能表示参加反应的物质的量和反应热的关系的化学方程式叫做热化学方程式。
2．表示意义
(1)热化学方程式不仅表明了化学反应中的物质变化，也表明了化学反应中的热量变化。
(2)热化学方程式中物质的化学计量数，表示实际参加反应的反应物的物质的量和实际生成的生成物的物质的量。
(3)热化学方程式中的反应热与反应物、生成物的物质的量相对应。
3．书写热化学方程式的注意事项
(1)注明物质的聚集状态；
(2)标出对应的反应热；
(3)标明反应所处的外界条件(常温常压时，可不注明)。
知识点一　热化学方程式的概念
1．下列说法正确的是()
A．书写热化学方程式时，只要在化学方程式的右端写上热量的符号和数值即可
B．凡是在加热或点燃条件下进行的反应都是吸热反应
C．表明反应所放出或吸收热量的化学方程式叫做热化学方程式
D．氢气在氧气中燃烧的热化学方程式是2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－483.6kJ
答案　C
解析　A项，热化学方程式还应注明各物质的聚集状态；B项，放热反应有时在点燃或加热时才能发生；D项，ΔH的单位错误。
2．热化学方程式C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH＝＋131.3kJmol－1表示()
A．碳和水反应吸收131.3kJ能量
B．1mol碳和1mol水反应生成1mol一氧化碳和1mol氢气并吸收131.3kJ热量
C．1mol固态碳和1mol水蒸气反应生成1mol一氧化碳气体和1mol氢气并吸收131.3kJ热量
D．1个固态碳原子和1分子水蒸气反应吸热131.3kJ
答案　C
解析　依据反应热的概念，表示按照热化学方程式计量数的物质的量反应时吸收或放出的热量，单位是kJmol－1，该热化学方程式表示1mol固态碳和1mol水蒸气反应生成1mol一氧化碳气体和1mol氢气并吸收131.3kJ的热量，特别要指明水的状态。
知识点二　热化学方程式及其书写的正误判断
3．氢气是人类最理想的能源。已知在25℃、101kPa下，1g氢气完全燃烧生成液态水时放出热量142.9kJ，则下列热化学方程式书写正确的是()
A．2H2＋O2===2H2O；ΔH＝142.9kJmol－1
B．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)；ΔH＝－142.9kJmol－1
C．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)；ΔH＝－571.6kJmol－1
D．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)；ΔH＝571.6kJmol－1
答案　C
解析　书写热化学方程式时，要注意反应热的数值与反应物的物质的量和所处的聚集状态有关。A中既没有换算反应热数值又没写物质的聚集状态，反应放热应用“－”表示；B中未换算反应热数值；D中反应热数值正确，符号写反了。
4．已知充分燃烧ag乙炔气体时生成1mol二氧化碳气体和液态水，并放出热量bkJ，则下列乙炔燃烧的热化学方程式书写正确的是()
A．2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－4bkJmol－1
B．C2H2(g)＋52O2(g)===2CO2(g)＋H2O(l)ΔH＝2bkJmol－1
C．2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－2bkJmol－1
D．2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝bkJmol－1
答案　A
解析　乙炔燃烧是放热反应，ΔH＜0，则排除B、D两选项；又因反应生成1mol二氧化碳气体时，放出热量为bkJ，则生成4molCO2(g)应放出热量4bkJ，故A正确，C不正确。
5．下列热化学方程式书写正确的是()
A．2SO2＋O22SO3　ΔH＝－196.6kJmol－1
B．H2(g)＋12O2(g)===H2O(l)ΔH＝－285.8kJmol－1
C．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－571.6kJmol－1
D．C(s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH＝393.5kJmol－1
答案　B
解析　书写热化学方程式必须注意以下几点：①要注明反应物和生成物的聚集状态，A错；②放热反应ΔH为“一”，吸热反应ΔH为“＋”，D错，③ΔH的单位为kJmol－1，C错。
6．0.3mol的气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧气中燃烧，生成固态的三氧化二硼和液态水，放出649.5kJ热量，其热化学方程式为_____________________________________。
又已知：H2O(l)===H2O(g)　ΔH＝44kJmol－1。则11.2L(标准状况)乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热量是__________kJ。
答案　B2H6(g)＋3O2(g)===B2O3(s)＋3H2O(l)
ΔH＝－2165kJmol－1　1016.5
解析　1molB2H6燃烧放出热量649.5kJ0.3＝2165kJ，0.5molB2H6燃烧生成液态水(1.5mol)放出热量为12×2165kJ，1.5molH2O(l)变为1.5molH2O(g)需吸收热量为66kJ，所以0.5molB2H6燃烧生成气态水时放出热量为12×2165kJ－1.5×44kJ＝1016.5kJ。
练基础落实
1．已知：H2(g)＋F2(g)===2HF(g)　ΔH＝－270kJmol－1，下列说法正确的是()
A．2L氟化氢气体分解成1L氢气与1L氟气吸收270kJ热量
B．1mol氢气与1mol氟气反应生成2mol液态氟化氢放出的热量小于270kJ
C．在相同条件下，1mol氢气与1mol氟气的能量总和大于2mol氟化氢气体的能量
D．1个氢气分子与1个氟气分子反应生成2个氟化氢气体分子放出270kJ热量
答案　C
解析　A项中用L做单位是错误的，因为热化学方程式的化学计量数表示物质的量；B项中放出的热量小于270kJ是错误的，应大于270kJ；D项中说几个分子间反应是错误的；C项正确。
2．已知在1.01×105Pa、298K条件下，2mol氢气燃烧生成水蒸气放出484kJ热量，下列热化学方程式正确的是()
A．H2O(g)===H2(g)＋12O2(g)ΔH＝242kJmol－1
B．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH＝－484kJmol－1
C．H2(g)＋12O2(g)===H2O(g)ΔH＝242kJmol－1
D．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)ΔH＝484kJmol－1
答案　A
解析　氢气燃烧是放热反应，其ΔH应为负值，故C、D错误；2mol氢气燃烧生成水蒸气放出484kJ热量，而B是生成液态水，所以B也是错误的；反应逆向进行，ΔH符号相反，因此A是正确的。
3．已知3.0g乙烷完全燃烧在常温下放出的热量为155.98kJ，则下列关于乙烷燃烧热的热化学方程式书写正确的是()
A．2C2H6(g)＋7O2(g)===4CO2(g)＋6H2O(l)ΔH＝－3119.6kJmol－1
B．C2H6(g)＋52O2(g)===2CO(g)＋3H2O(g)ΔH＝－1559.8kJmol－1
C．C2H6(g)＋72O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(g)ΔH＝－1559.8kJmol－1
D．C2H6(g)＋72O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)ΔH＝－1559.8kJmol－1
答案　D
解析　A中化学方程式若作为一般的热化学方程式没有问题，但由于燃烧热的热化学方程式应以1mol物质为基准书写，故不正确，另外，也可能会因审题时未注意常温而错选了C项。而B中燃烧产物CO不是C2H6完全燃烧后的产物，C项错。故正确答案为D。
4．已知：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH＝－571.6kJmol－1
CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－890kJmol－1
现有H2与CH4的混合气体112L(标准状况)，使其完全燃烧生成CO2和H2O(l)，若实验测得反应放热3695kJ，则原混合气体中H2与CH4的物质的量之比是()
A．1∶1B．1∶3C．1∶4D．2∶3
答案　B
解析　设112L即5mol混合气体中H2的物质的量为x，则285.8x＋890(5－x)＝3695，解得：x＝1.25mol。则n(H2)∶n(CH4)＝1.25mol∶3.75mol＝1∶3。
5．已知热化学方程式：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH1＝－571.6kJmol－1，则关于热化学方程式：2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)　ΔH2＝？的说法中正确的是()
A．热化学方程式中化学计量数表示分子数
B．该反应ΔH2大于零
C．该反应的ΔH2＝－571.6kJmol－1
D．该反应可表示36g水分解时的热效应
答案　B
解析　ΔH2与ΔH1符号相反，数值相等，故ΔH2＝＋571.6kJmol－1；D选项没有指明36g水的状态，故D项错误。
练方法技巧
6．已知：
(1)H2(g)＋12O2(g)===H2O(g)　ΔH1＝akJmol－1
(2)2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH2＝bkJmol－1
(3)H2(g)＋12O2(g)===H2O(l)　ΔH3＝ckJmol－1
(4)2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH4＝dkJmol－1
下列关系式中正确的是()
A．ac0B．bd0C．2a＝b0D．2c＝d0
答案　C
解析　抓比较的关键。该反应是放热反应，ΔH0；(1)与(2)是生成H2O的状态一样，但物质的计量数是2倍关系，2a＝b；同理比较(3)、(4)得：2c＝d，由于H2O(g)===H2O(l)是放热反应，ΔH0，故ca，db，综合考虑，仅C选项符合题意。
7．工业生产硫酸过程中，SO2在接触室中被催化氧化为SO3气体，已知该反应为放热反应。现将2molSO2、1molO2充入一密闭容器充分反应后，放出热量98.3kJ，此时测得SO2的转化率为50%，则下列热化学方程式正确的是()
A．2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH＝－196.6kJmol－1
B．2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH＝－98.3kJmol－1
C．SO2(g)＋12O2(g)SO3(g)ΔH＝98.3kJmol－1
D．SO2(g)＋12O2(g)SO3(g)ΔH＝－196.6kJmol－1
答案　A
练综合拓展
8．写出下列反应的热化学方程式：
(1)1molN2(气态)与适量H2(气态)反应，生成NH3(气态)，放出92.2kJ的热量
____________________。
(2)1molN2(气态)与适量O2(气态)反应，生成NO(气态)，需吸收68kJ的热量
__________________。
(3)1molCu(固态)与适量O2(气态)反应，生成CuO(固态)，放出157kJ的热量
____________________。
(4)1molC(固态)与适量H2O(气态)反应，生成CO(气态)和H2(气态)，需要吸收131.3kJ
的热量__________________。
(5)卫星发射时可用肼(N2H4)为燃料，1molN2H4(气态)在O2(气态)中燃烧，生成N2(气态)
和H2O(气态)，放出534kJ的热量____________________。
答案　(1)N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g)　ΔH＝－92.2kJmol－1
(2)N2(g)＋O2(g)===2NO(g)　ΔH＝68kJmol－1
(3)Cu(s)＋12O2(g)===CuO(s)　ΔH＝－157kJmol－1
(4)C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH＝131.3kJmol－1
(5)N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－534kJmol－1
9．已知2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－571.6kJmol－1
CO(g)＋12O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－283kJmol－1
某H2和CO的混合气体完全燃烧时放出113.76kJ热量，同时生成3.6g液态水，则原混合气体中H2和CO的物质的量分别为______________。
答案　0.2mol、0.2mol
解析　由题意知：反应生成3.6gH2O(l)，故H2的物质的量为3.6g18gmol－1＝0.2mol。0.2molH2完全燃烧放出的热量为571.6kJmol－12×0.2mol＝57.16kJ，故CO完全燃烧放出的热量为113.76kJ－57.16kJ＝56.6kJ，所以CO的物质的量为56.6kJ283kJmol－1＝0.2mol。
10．1molCH4气体完全燃烧生成CO2和液态水时，放出890kJ热量，不完全燃烧生成CO和液态水时，放出519kJ热量。如果1molCH4在一定量的氧气中燃烧生成CO、CO2和液态水，并放出797.25kJ热量，则氧气的质量为________。
答案　60g
解析　先绘出思维模型图
分清图中各ΔH的意义和量关系
ΔH＝－890kJmol－1
ΔH1＝－519kJmol－1
ΔH2＝－890kJmol－1＋519kJmol－1＝－471kJmol－1
表示CO完全燃烧产生的反应热ΔH3＝－797.25kJmol－1，实际反应热ΔH4＝ΔH－ΔH3＝－92.75kJmol－1
表示混和气中的CO，若再燃烧产生的反应热。因此ΔH4ΔH2即为混和气中nCOnCH4的比，因为n(CH4)＝1mol，故n(CO)＝ΔH4ΔH2＝－92.75kJmol－1－471kJmol－1×1mol＝0.25mol
混和气中n(CO2)＝1mol－0.25mol＝0.75mol
混和气中n(H2O)＝2n(CH4)＝2mol
根据元素守恒：消耗的n(O2)＝12n(CO)＋n(CO2)＋n(H2O)＝12×0.25mol＋0.75mol＋12×2mol＝1.875mol
m(O2)＝32gmol－1×1.875mol＝60g。

　第3课时　反应热的测量与计算

[目标要求]　1.掌握中和热的测量及计量方法。2.理解盖斯定律的含义。

一、中和热的测定
1．实验原理
在稀溶液中，强酸跟强碱发生中和反应生成1_mol_H2O，这时的反应热叫做中和热。本实验通过测定酸碱中和反应前后溶液温度的变化来计算反应过程中所放出的热量，并由此求得中和热。
2．实验仪器及试剂
仪器：大烧杯(500mL)、小烧杯(100mL)、环形玻璃搅拌棒、温度计、量筒(50_mL)两个、碎泡沫塑料或纸条、泡沫塑料板或硬纸板(中心有两个小孔)；
药品：盐酸(0.50molL－1)、氢氧化钠溶液(0.55molL－1)。
3．实验步骤
(1)制作简易的量热器(如图所示)
(2)用量筒准确量取反应溶液，准确测量温度(精确到0.1℃)。
(3)将溶液混合反应，记录终止温度。
(4)重复实验步骤(2)～(3)三次。

实验
次数起始温度t1/℃终止温度
t2/℃温度差
(t2－t1)/℃
HClNaOH平均值
1
2
3
4.实验数据的处理
ΔH＝－QnH2O，其中Q＝cmΔt。
二、盖斯定律
1．内容
不管化学反应是一步完成或分几步完成，其总的热效应是完全相同的。或者说，化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关。
2．解释
能量的释放或吸收是以发生变化的物质为基础的，二者密不可分，但以物质为主。
3．应用
对于进行得很慢的反应，不容易直接发生的反应，产品不纯(即有副反应发生)的反应，测定反应热有困难，如果应用盖斯定律，就可以间接地把它们的反应热计算出来。
例如：C(s)＋12O2(g)===CO(g)
上述反应在O2供应充分时，可燃烧生成CO2；O2供应不充分时，虽可生成CO，但同时还部分生成CO2。因此该反应的ΔH无法测定，但是下述两个反应的ΔH却可以直接测得：
(1)C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1＝－393.5kJmol－1
(2)CO(g)＋12O2(g)===CO2(g)　ΔH2＝－283.0kJmol－1
根据盖斯定律，就可以计算出欲求反应的ΔH。
分析上述两个反应的关系，即知：ΔH＝ΔH1－ΔH2。
则C(s)与O2(g)生成CO(g)的热化学方程式为C(s)＋12O2(g)===CO(g)　ΔH＝－110.5kJmol－1。
三、反应热的计算
1．反应热计算的主要依据是
热化学方程式、盖斯定律及反应过程的焓变等数据。
2．反应热的计算方法
(1)热化学方程式与数学上的方程式相似，可以移项同时改变正、负号；各项的系数包括ΔH的数值可以同时扩大或缩小相同的倍数。
(2)根据盖斯定律，可以将两个或两个以上的热化学方程式包括其ΔH相加或相减，得到一个新的热化学方程式。
　
知识点一　中和热的测定
1．在一800mL的大烧杯中放入碎纸屑，把盛有50mL0.50molL－1盐酸的200mL烧杯放到大烧杯中，两只烧杯间填满碎纸屑。用泡沫塑料板做成大烧杯盖，通过盖子插入一根玻璃搅拌棒(末端呈半圆环的玻璃棒)和一只温度计，测定溶液的温度。迅速往盐酸溶液中加入50mL0.55molL－1烧碱溶液，盖好，搅拌溶液，观察温度的变化。当温度保持稳定时，记录读数，取出装反应液的烧杯，倒出溶液，清洗干净，保持内外杯壁干燥。重复进行三次实验。用这一实验可以粗略测定中和热。
(1)烧杯间填满碎纸屑的作用是
________________________________________________________________________。
(2)要重复进行三次实验的目的是
________________________________________________________________________。
(3)烧杯如果不盖泡沫塑料板，所求得的中和热数值将________(填“偏大”、“偏小”或
“无影响”)。
(4)实验中若改用60mL0.50molL－1盐酸和50mL0.55molL－1烧碱溶液进行上述反应，与上述实验相比，所放出的热量________(填“相等”或“不相等”)，所求中和热________(填“相等”或“不相等”)，理由是_______________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)三次平行操作测得的数据中，起始时盐酸与烧碱溶液温度相同，而终止温度与起始温度之差(t2－t1)分别为①2.3℃，②2.4℃，③2.9℃，则最终代入计算式的温度差的平均值为________℃。
答案　(1)保温、隔热，减少实验过程中热量的损失
(2)减少实验过程中的误差
(3)偏小
(4)不相等　相等　因为60mL0.50molL－1盐酸和50mL0.55molL－1烧碱溶液反应能生成0.0275molH2O，而50mL0.50molL－1盐酸与50mL0.55molL－1烧碱溶液反应只能生成0.025molH2O，因此所放出的热量不同。但中和热是指酸与碱发生中和反应生成1molH2O时所放出的热量，与酸、碱的用量无关，因此所求中和热相等
(5)2.35
解析　解答本题，首先要明确实验的原理、“量热器”的组成以及造成实验误差的原因，然后按实验步骤进行分析和判断。
(1)碎纸屑的作用为减少实验过程中的热量损失。
(2)重复实验的目的是减少实验误差。
(3)不盖泡沫塑料板会损失部分热量，故所测结果将偏小。
(4)由中和热概念可知，中和热是以生成1mol水为标准的，而与酸、碱的用量无关。
(5)所测温度2.9℃显然是错误的，代入计算式的温度应是①与②的平均值。
2．H2SO4溶液和KOH溶液反应时有热量放出，并已知反应物的总能量为E1，生成物的总能量为E2。试回答下列问题：
(1)用离子方程式表示中和反应的实质：
________________________________________________________________________。
(2)判断E1和E2的大小关系：E1________E2。
(3)已知H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－57.3kJmol－1，计算下列中和反应中放出的热量。
①用20gNaOH配成稀溶液跟足量的稀盐酸反应，能放出________kJ的热量。
②用0.15molBa(OH)2配成稀溶液跟足量的稀硝酸反应，能放出________kJ的热量。
答案　(1)H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)
(2)　(3)①28.65　②17.19
知识点二　盖斯定律
3．已知298K、101kPa条件下：
①4Al(s)＋3O2(g)===2Al2O3(s)ΔH＝－2834.9kJmol－1
②4Al(s)＋2O3(g)===2Al2O3(s)ΔH＝－3119.1kJmol－1
由此得出的正确结论是()
A．等质量的O2比O3能量低，由O2变为O3为吸热反应
B．等质量的O2比O3能量低，由O2变为O3为放热反应
C．O3比O2稳定，由O2变为O3为吸热反应
D．O2比O3稳定，由O2变为O3为放热反应
答案　A
解析　据盖斯定律，①式－②式得：3O2(g)===2O3(g)　ΔH＝284.2kJmol－1
即等质量的O2比O3能量低，O2比O3稳定，由O2变为O3为吸热反应。
4．已知：H2O(g)===H2O(l)　ΔH＝Q1kJmol－1
C2H5OH(g)===C2H5OH(l)　ΔH＝Q2kJmol－1
C2H5OH(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(g)ΔH＝Q3kJmol－1
若使46g酒精液体完全燃烧，最后恢复到室温，则放出的热量为()
A．(Q1＋Q2＋Q3)kJ
B．0.5(Q1＋Q2＋Q3)kJ
C．(0.5Q1－1.5Q2＋0.5Q3)kJ
D．(3Q1－Q2＋Q3)kJ
答案　D
解析　46g酒精即1molC2H5OH(l)
根据题意写出目标反应
C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)　ΔH
然后确定题中各反应与目标反应的关系
则ΔH＝(Q3－Q2＋3Q1)kJmol－1
5．科学家盖斯曾提出“不管化学过程是一步完成或分几步完成，这个总过程的热效应是相同的。”利用盖斯定律可测某些特别反应的热效应。
①P4(s，白磷)＋5O2(g)===P4O10(s)
ΔH1＝－2983.2kJmol－1
②P(s，红磷)＋54O2(g)===14P4O10(s)
ΔH2＝－738.5kJmol－1
则白磷转化为红磷的热化学方程式为_____________________________________。
答案　P4(s，白磷)===4P(s，红磷)　ΔH＝－29.2kJmol－1
解析　方法一：待求的方程式：P4s，白磷===4Ps，红磷
――→由①－4×②得到热化学方程式P4s，白磷===4Ps，红磷ΔH＝－29.2kJmol－1
方法二：
知识点三　反应热计算
6．由氢气和氧气反应生成4.5g水蒸气放出60.45kJ的热量，则反应：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)的ΔH为()
A．－483.6kJmol－1B．－241.8kJmol－1
C．－120.6kJmol－1D．241.8kJmol－1
答案　A
解析　要求方程式中生成2molH2O(g)的ΔH，已知4.5g水蒸气生成时放热60.45kJ，
比例关系：4.5g241.8gmol－1＝60.45kJQ
解得Q＝483.6kJ，故ΔH＝－483.6kJmol－1。
7．已知：
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)
ΔH＝－571.6kJmol－1
CO(g)＋12O2(g)===CO2(g)
ΔH＝－282.8kJmol－1
现有CO、H2、CO2组成的混合气体67.2L(标准状况)，经完全燃烧后放出的总热量为710.0kJ，并生成18g液态水，则燃烧前混合气体中CO的体积分数为()
A．80%B．50%C．60%D．20%
答案　B
解析　根据生成18g液态H2O知混合气体中含1molH2，该反应产生的热量为571.62kJ＝285.8kJ。CO燃烧放出的热量为710.0kJ－285.8kJ＝424.2kJ，则CO的物质的量为n(CO)＝424.2kJ282.8kJmol－1＝1.5mol，V(CO)%＝1.5mol×22.4L/mol67.2L×100%＝50%。
练基础落实
1．下列与化学反应能量变化相关的叙述正确的是()
A．生成物总能量一定低于反应物总能量
B．放热反应的反应速率总是大于吸热反应的反应速率
C．应用盖斯定律，可计算某些难以直接测量的反应焓变
D．同温同压下，H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH不同
答案　C
解析　放热反应生成物总能量低于反应物总能量，吸热反应生成物总能量高于反应物总能量，A错误；化学反应的速率与反应物本身的性质、温度、压强、浓度、催化剂等因素有关，与吸热、放热反应无关，B错误；通过盖斯定律可以间接测量某些难以直接测量的反应的焓变，C正确；同温同压下，H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)的反应条件不会影响ΔH的值，D错误。
2．含有11.2gKOH的稀溶液与1L0.1molL－1的H2SO4溶液反应，放出11.46kJ的热量，能表示该反应中和热的化学方程式的为()
A．KOH(aq)＋12H2SO4(aq)===12K2SO4(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－11.46kJmol－1
B．2KOH(aq)＋H2SO4(aq)===K2SO4(aq)＋2H2O(l)　ΔH＝－11.46kJmol－1
C．2KOH(aq)＋H2SO4(aq)===K2SO4(aq)＋2H2O(l)　ΔH＝－114.6kJmol－1
D．KOH(aq)＋12H2SO4(aq)===12K2SO4(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－57.3kJmol－1
答案　D
解析　中和热是以生成1molH2O(l)所放出的热量来定义的，故书写中和热的热化学方程式时，应以生成1molH2O(l)为标准来配平其余物质的化学计量数，故答案为D。
3．在一定条件下，充分燃烧一定量的丁烷放出热量为QkJ(Q0)，经测定完全吸收生成的CO2需消耗5molL－1的KOH溶液100mL，恰好生成正盐，则此条件下反应C4H10(g)＋132O2(g)===4CO2(g)＋5H2O(g)的ΔH为()
A．＋8QkJmol－1B．＋16QkJmol－1
C．－8QkJmol－1D．－16QkJmol－1
答案　D
解析　建立关系式：
C4H10　～　4CO2　～　8KOH～ΔH
1mol4mol8molΔH
5molL－1×0.1LQkJ
则ΔH＝－8mol×QkJmol－10.5mol＝－16QkJmol－1
4．已知：(1)Fe2O3(s)＋32C(s)===32CO2(g)＋2Fe(s)　ΔH1＝＋234.1kJmol－1
(2)C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH2＝－393.5kJmol－1
则2Fe(s)＋32O2(g)===Fe2O3(s)的ΔH是()
A．－824.4kJmol－1B．－627.6kJmol－1
C．－744.7kJmol－1D．－169.4kJmol－1
答案　A
解析　32×(2)－(1)就可得2Fe(s)＋32O2(g)===Fe2O3(s)，则ΔH＝32ΔH2－ΔH1＝－824.4kJmol－1。
5．能源问题是人类社会面临的重大课题，H2、CO、CH3OH都是重要的能源物质，它们的燃烧热依次为－285.8kJmol－1、－282.5kJmol－1、－726.7kJmol－1。已知CO和H2在一定条件下可以合成甲醇CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(l)。则CO与H2反应合成甲醇的热化学方程式为()
A．CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(l)ΔH＝－127.4kJmol－1
B．CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(l)ΔH＝127.4kJmol－1
C．CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g)ΔH＝－127.4kJmol－1
D．CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g)ΔH＝127.4kJmol－1
答案　A
解析　根据目标反应与三种反应热的关系，利用盖斯定律，首先计算出目标反应的反应热ΔH＝2×(－285.8kJmol－1)＋(－282.5kJmol－1)－(－726.7kJmol－1)＝－127.4kJmol－1。
练方法技巧
6．将V1mL1.00mol/LHCl溶液和V2mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液温度，实验结果如图所示(实验中始终保持V1＋V2＝50mL)。下列叙述正确的是()
A．做该实验时环境温度为22℃
B．该实验表明化学能可以转化为热能
C．NaOH溶液的浓度约为1.00molL－1
D．该实验表明有水生成的反应都是放热反应
答案　B
解析　从图中曲线可以看出，温度为22℃时，V1为5mL，则V2为45mL，此时已经开始发生反应，所以22℃一定不是室温，A错；曲线随V1增多而升高，随反应的进行，溶液温度升高，说明反应放热，化学能转化为热能，B正确；当V1＝30mL时温度最高，说明此时两者恰好完全反应，则c(NaOH)＝30mL×1.00molL－120mL＝1.5molL－1，C错；该实验不能证明有水生成的其他反应也是放热的。
7．已知下列热化学方程式：
①Fe2O3(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO2(g)ΔH1＝－26.7kJmol－1
②3Fe2O3(s)＋CO(g)===2Fe3O4(s)＋CO2(g)ΔH2＝－50.75kJmol－1
③Fe3O4(s)＋CO(g)===3FeO(s)＋CO2(g)ΔH3＝－36.5kJmol－1
则反应FeO(s)＋CO(g)===Fe(s)＋CO2(g)的焓变为()
A．7.28kJmol－1B．－7.28kJmol－1
C．43.68kJmol－1D．－43.68kJmol－1
解析　根据盖斯定律，首先考虑目标反应与三个已知反应的关系，三个反应中，FeO、CO、Fe、CO2是要保留的，而与这四种物质无关的Fe2O3、Fe3O4要通过方程式的叠加处理予以消去：因此将①×3－②－③×2得到：
6FeO(s)＋6CO(g)＝6Fe(s)＋6CO2(g)ΔH＝43.65kJmol－1
化简：FeO(s)＋CO(g)＝Fe(s)＋CO2(g)ΔH＝7.28kJmol－1
答案　A
8．比较下列各组热化学方程式中ΔH的大小关系。
(1)S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH1
S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH2
ΔH1______ΔH2
(2)CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH1
CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH2
ΔH1______ΔH2
(3)煤作为燃料有两种途径：
途径1——直接燃烧
C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH10
途径2——先制水煤气
C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH20
再燃烧水煤气：
2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH30
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH40
ΔH1、ΔH2、ΔH3、ΔH4的关系式是_________________________________________。
答案　(1)　(2)
(3)ΔH1＝ΔH2＋12(ΔH3＋ΔH4)
解析　①反应热的大小与反应物、生成物的状态有关，与反应物的多少有关。
②比较ΔH时，应包括符号，对于放热反应，热值越大，ΔH越小。
练综合拓展
9．(1)已知H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－57.3kJmol－1。回答有关中和反应的问题。
(1)用0.1molBa(OH)2配成稀溶液与足量稀硝酸反应，能放出________kJ热量。
(2)如图装置中仪器A的名称是_____________________________________________，
作用是_______________________________________________________________；
仪器B的名称是________，作用是__________________________________________；
碎泡沫塑料的作用是_______________________________________________________。
(3)若通过实验测定中和热的ΔH，其结果常常大于－57.3kJmol－1，其原因可能是________________________________________________________________________。
(4)用相同浓度和体积的氨水(NH3H2O)代替NaOH溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会________(填“偏大”、“偏小”、“无影响”)。
答案　(1)11.46
(2)环形玻璃搅拌棒　搅拌，使溶液充分混合　温度计　测量温度　减少实验过程中的热量损失
(3)实验中不可避免有少量热量损失　(4)偏小
解析　(1)根据中和热的含义：H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)
ΔH＝－57.3kJmol－1，所以0.1molBa(OH)2稀溶液与足量稀硝酸反应时生成0.2molH2O(l)，故放出热量为11.46kJ。
(2)由实验装置知，A为环形玻璃搅拌棒，作用是搅拌，使溶液充分混合；B为温度计，作用是测量温度；碎泡沫塑料的作用是减少实验过程中的热量损失。
(3)在测定中和热的实验中，减少热量损失是实验的关键，而在实验中会不可避免有少量热量损失，导致结果常常大于－57.3kJmol－1。
(4)用氨水代替NaOH(aq)，会使测得的中和热数值偏小，因为氨水(NH3H2O)是弱电解质，电离时需吸收热量。
10．(10分)将煤转化为水煤气是通过化学方法将煤转化为洁净燃料的方法之一。煤转化为水煤气的主要化学反应为C(s)＋H2O(g)=====高温CO(g)＋H2(g)。
C(s)、CO(g)和H2(g)完全燃烧的热化学方程式分别为
C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－393.5kJmol－1
H2(g)＋1/2O2(g)===H2O(g)　ΔH2＝－242.0kJmol－1
CO(g)＋1/2O2(g)===CO2(g)　ΔH3＝－283.0kJmol－1
请回答：
(1)请你根据以上数据，写出C(s)与水蒸气反应生成CO和H2的热化学方程式：________________________________________________________________________。
(2)比较反应热数据可知，1molCO(g)和1molH2(g)完全燃烧放出的热量之和，比1molC(s)完全燃烧放出的热量________(填“多”或“少”)。
甲同学据此认为：“煤炭燃烧时加少量水，可以使煤炭燃烧放出更多的热量。”
乙同学根据盖斯定律作出了下列循环图：
Cs＋H2Og＋O2g――→ΔH1CO2g＋H2Og
ΔH2ΔH4
COg＋O2g＋H2g――→ΔH3COg＋H2Og＋12O2g
乙同学据此认为：“将煤转化为水煤气再燃烧放出的热量，最多与直接燃烧煤放出的热量相同。”请分析：甲、乙两同学观点正确的是________(填“甲”或“乙”)同学，另一同学出现错误观点的原因是________________________________________。
答案　(1)C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)
ΔH＝131.5kJmol－1
(2)多　ΔH1＝ΔH2＋ΔH3＋ΔH4　乙　甲同学忽视了生成水煤气的反应为吸热反应
解析　(2)由于C(s)与水蒸气反应要吸热，所以1molCO和1molH2的能量比1molC(s)和1molH2O(g)的能量多，燃烧后放出的能量同样也多；反应的总能量是守恒的，所以甲同学的说法不正确的，原因是他忽视了反应C(s)＋H2O(g)=====高温CO(g)＋H2(g)为吸热反应，已经从环境中吸收了能量，而能量在转化过程中往往会有损失，所以乙同学说得对，即使没有损失也只能与直接燃烧煤放出的热量相同。
第4课时　能源的充分利用

[目标要求]　1.理解燃烧热的概念。2.了解化学在解决能源危机中的重要作用，知道节约能源、提高能量利用率的实际意义。

一、燃烧热
1．概念
101_kPa时，1_mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热，单位kJmol－1。
2．燃烧热与中和热的重要区别
(1)反应环境的区别：燃烧热必须是燃烧反应而且是完全燃烧，有O2参加；而中和热是稀溶液中的酸碱中和反应。
(2)反应实质不同：燃烧反应是氧化还原反应；中和反应是复分解反应。
(3)规定物质不同：燃烧热是1mol纯物质被燃烧；中和热是生成1_mol_H2O。
二、能源
1．能源是能提供能量的资源，它包括化石燃料(煤、石油、天然气)、阳光、风力、流水、潮汐以及柴草等。
2．解决能源危机的方法
(1)科学地控制燃烧反应，使燃料充分燃烧，提高能源的使用效率。
(2)寻找新的能源，现正探索的新能源有太阳能、氢能、风能、地热能、海洋能和生物质能等，它们资源丰富，可以再生，没有污染或很少有污染。

知识点一　燃烧热
1．下列关于燃烧热的说法中正确的是()
A．1mol物质燃烧所放出的热量
B．常温下，可燃物燃烧放出的热量
C．在25℃、1.01×105Pa时，1mol物质燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量
D．燃烧热随化学方程式前的化学计量数的改变而改变
答案　C
2．下列热化学方程式中ΔH的数值表示可燃物燃烧热的是()
A．CO(g)＋12O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－283kJmol－1
B．CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－802.3kJmol－1
C．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH＝－571.6kJmol－1
D．H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)ΔH＝－184.6kJmol－1
答案　A
解析　根据燃烧热的概念知应是1mol燃料生成常温常压下稳定的氧化物，H2O在上述情况下液态稳定。
3．已知H2的燃烧热为－285.8kJmol－1，CO的燃烧热为－282.8kJmol－1；现有H2和CO组成的混合气体5.6L(标准状况)，经充分燃烧后，放出总热量为71.15kJ，并生成液态水。下列说法正确的是()
A．CO燃烧的热化学方程式为2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH＝－282.8kJmol－1
B．H2燃烧的热化学方程式为2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝－571.6kJmol－1
C．燃烧前混合气体中CO的体积分数为60%
D．燃烧后的产物全部与足量的过氧化钠作用可产生0.125molO2
答案　D
解析　根据H2、CO的燃烧热数据判断
A项：ΔH应为－565.6kJmol－1，A项错；
B项：应为液态水，B项错；
C项：CO的体积应进行计算。
设H2、CO物质的量分别为x、y
则x＋y＝5.6L22.4Lmol－1＝0.25mol①
H2燃烧放热为285.8xkJ，CO燃烧放热为282.8ykJ
则：285.8x＋282.8y＝71.15kJ②
解①②联立方程得x＝0.15mol，y＝0.1mol
故CO的体积分数为40%，C选项错。
根据元素守恒H2、CO燃烧后生成H2O、CO2，与燃烧前H2、CO总物质的量相等，与Na2O2反应生成的O2是H2O和CO2总物质的量的一半。
知识点二　能源
4．关于能源，以下说法中不正确的是()

A．煤、石油、天然气等燃料的最初来源都可追溯到太阳能
B．柴草燃烧时释放的能量是生物能
C．核能和地热能来自地球自身
D．潮汐能来源于月球引力做功
答案　B
解析　B选项中，柴草燃烧是剧烈的氧化反应，燃烧时化学能转变为热能，而柴草具有的化学能的最初来源也可追溯到太阳能，因为绿色植物的生长过程必须依靠阳光，通过光合作用，叶绿素将H2O和CO2制成淀粉，在此过程中，太阳能转化成化学能贮存在植物中，通过燃烧，又释放出来。故B选项错误。
5．形成节约能源和保护生态环境的产业结构是人类与自然和谐发展的重要保证，你认为下列行为中有悖于这一保证的是()
A．开发太阳能、水能、风能等新能源，减少使用煤、石油等化石燃料
B．研究采煤、采油新技术，提高产量以满足工业生产的快速发展
C．在农村推广使用沼气
D．减少资源消耗、增加资源的重复使用和资源的循环再生
答案　B

练基础落实
1．根据以下3个热化学方程式
2H2S(g)＋3O2(g)===2SO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－Q1kJmol－1
2H2S(g)＋O2(g)===2S(s)＋2H2O(l)ΔH＝－Q2kJmol－1
2H2S(g)＋O2(g)===2S(s)＋2H2O(g)ΔH＝－Q3kJmol－1
判断Q1、Q2、Q3三者关系正确的是()
A．Q1Q2Q3B．Q1Q3Q2C．Q3Q2Q1D．Q2Q1Q3
答案　A
2．已知化学反应：C(s)＋1/2O2(g)===CO(g)　ΔH10
CO(g)＋1/2O2(g)===CO2(g)　ΔH20
C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH30；
下列说法正确的是(相同条件下)()
A．56gCO和32gO2所具有的总能量小于88gCO2所具有的总能量
B．碳的燃烧热是ΔH3
C．ΔH1ΔH3
D．28gCO的总能量比44gCO2的总能量高
答案　B
解析　CO燃烧是放热反应，反应物总能量高于生成物总能量，A错；D选项中忽略了O2的能量，D错；比较ΔH时必须带符号比较，C错。
3．已知反应：①101kPa时，2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH＝－221kJmol－1；②稀溶液中，H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－57.3kJmol－1，下列结论正确的是()
A．碳的燃烧热大于110.5kJmol－1
B．①的反应热为221kJmol－1
C．稀H2SO4与稀NaOH溶液反应的中和热为－57.3kJmol－1
D．稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1mol水，放出57.3kJmol－1的热量
答案　A
4．下列叙述中正确的是()
A．在稀溶液中，1mol酸和1mol碱完全反应所放出的热量，叫做中和热
B．在101kPa时，1mol物质燃烧时所放出的热量叫做该物质的燃烧热
C．热化学方程式中，各物质前的化学计量数不表示分子个数
D．如果反应物所具有的总能量小于生成物所具有的总能量，则发生的反应是放热反应
答案　C
解析　A、B两项要注意对中和热、燃烧热概念的理解，前者是以稀的强酸、强碱反应生成1molH2O为标准，后者是以1mol纯可燃物完全燃烧，生成稳定的氧化物为标准；D项中反应物总能量低于生成物总能量，反应过程中需吸收能量，即为吸热反应。
5．下列说法或表示法不正确的是()
A．等量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，前者放出热量多
B．已知2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－571.6kJmol－1，则H2的燃烧热为－285.8kJmol－1
C．在稀溶液中：H＋＋OH－===H2O　ΔH＝－57.3kJmol－1，若将含1molCH3COOH的醋酸溶液与含1molBa(OH)2的溶液混合，放出的热量小于57.3kJ
D．在101kPa、25℃时，2gH2完全燃烧生成液态水，放出285.8kJ热量，氢气燃烧的热化学方程式表示为2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝＋285.8kJmol－1
答案　D
6．甲醇属于可再生能源，可代替汽油作为汽车的燃料。已知常温下32g甲醇完全燃烧放出736.3kJ的热量，下列能正确表示甲醇燃烧热的热化学方程式的是()
A．CH3OH(l)＋32O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝736.3kJmol－1
B．CH3OH(l)＋32O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－736.3kJmol－1
C．CH3OH(l)＋32O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－675.3kJmol－1
D．2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(l)ΔH＝－1472.6kJmol－1
答案　B
解析　燃烧为放热反应，ΔH0，A选项不正确；燃烧热表示1mol纯物质燃烧放出的热量，D选项不正确；生成稳定氧化物，C选项H2O(g)不符合题意。

练方法技巧
7．燃烧热是指1mol可燃物充分燃烧生成稳定氧化物时放出的热量。已知H2(g)、C2H4(g)和C2H5OH(l)的燃烧热分别是－285.8kJmol－1、－1411.0kJmol－1和－1366.8kJmol－1，则由C2H4(g)和H2O(l)反应生成C2H5OH(l)的ΔH为()
A．－44.2kJmol－1B．44.2kJmol－1
C．－330kJmol－1D．330kJmol－1
答案　A
解析　解决本题要抓住两点：燃烧热的意义和盖斯定律。合理运用热化学方程式的加减进行计算，注意改变反应方向时相应的反应热的符号也要改变。
依据题意：①H2(g)＋1/2O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－285.8kJmol－1，
②C2H4(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－1411.0kJmol－1，
③C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)　ΔH＝－1366.8kJmol－1，
则后两个方程式相减，便得到
C2H4(g)＋H2O(l)===C2H5OH(l)ΔH＝－44.2kJmol－1。
8．一些烷烃的燃烧热如下表：
化合物ΔH/(kJmol－1)化合物ΔH/(kJmol－1)
甲烷－891.0正丁烷－2878.0
乙烷－1560.8异丁烷－2869.6
丙烷－2221.52甲基丁烷－3531.3
下列说法正确的是()
A．正戊烷的燃烧热大约是－3540kJmol－1
B．热稳定性：正丁烷异丁烷
C．乙烷燃烧的热化学方程式为
2C2H6(g)＋7O2(g)===4CO2(g)＋6H2O(g)　ΔH＝－1560.8kJmol－1
D．相同质量的烷烃，碳的质量分数越大，燃烧放出的热量越多
答案　A
解析　由正丁烷和异丁烷的燃烧热数据可推出正戊烷比2甲基丁烷的燃烧热略大些，A正确；正丁烷和异丁烷燃烧生成等量的相同的物质，即生成新化学键时所放出的热量相等，1mol正丁烷完全燃烧放出的热量比1mol异丁烷完全燃烧放出的热量多，即1mol正丁烷与O2反应时断键所吸收的能量比1mol异丁烷与O2反应时断键所吸收的能量少，从而说明正丁烷的热稳定性小于异丁烷；C项中的ΔH＝－3121.6kJmol－1且H2O应为液态；D项1gCH4燃烧放出55.69kJ的热量，1gC2H6燃烧放出52.03kJ的热量，D项错误。
9．在25°C、101kPa下，1g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.68kJ，下列热化学方程式正确的是()
A．CH3OH(l)＋32O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝725.8kJmol－1
B．2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(l)ΔH＝－1452kJmol－1
C．2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(l)ΔH＝－725.8kJmol－1
D．2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(l)ΔH＝1452kJmol－1
答案　B
解析　本题考查热化学方程式的书写及有关的计算。因1mol甲醇燃烧生成CO2和液态水，放出22.68kJg－1×32g＝725.8kJ热量，所以2mol甲醇燃烧生成CO2和液态水的ΔH＝－1452kJmol－1。
练综合拓展
10．(1)在101kPa时，H2在1molO2中完全燃烧生成2mol液态水，放出571.6kJ的热量，H2的燃烧热为________，表示H2燃烧热的热化学方程式为___________________。
(2)1.00L1.00molL－1硫酸与2.00L1.00molL－1NaOH溶液完全反应，放出114.6kJ的
热量，该反应的中和热为____________，表示其中和热的热化学方程式为____________。
答案　(1)－285.8kJmol－1　H2(g)＋12O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－285.8kJmol－1
(2)－57.3kJmol－1　12H2SO4(aq)＋NaOH(aq)===
12Na2SO4(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－57.3kJmol－1
点拨　抓概念要点：燃烧热含义，中和热含义，1mol，稳定氧化物等关键词。
11．(1)在101kPa时，4.0g硫粉在氧气中完全燃烧生成二氧化硫，放出27kJ的热量，硫的燃烧热为________，硫燃烧的热化学方程式为________________________________。
(2)在101kPa时，氢气在1.0mol氧气中完全燃烧，生成2.0mol液态水，放出571.6kJ的热量，氢气的燃烧热为________，表示氢气燃烧热的热化学方程式为
________________________________________________________________________。
答案　(1)－216kJmol－1　S(s)＋O2(g)===SO2(g)；　ΔH＝－216kJmol－1
(2)－285.8kJmol－1　H2(g)＋12O2(g)===H2O(l)；　ΔH＝－285.8kJmol－1
解析　(1)4.0g硫粉的物质的量为18mol，在O2中完全燃烧时放出27kJ的热量，1mol硫在O2中完全燃烧时放出的热量为27kJmol－1×8mol＝216kJ，故硫的燃烧热为216kJmol－1，硫燃烧的热化学方程式为S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH＝－216kJmol－1。(2)1molH2在O2中完全燃烧时，消耗O2的物质的量为12mol，故H2的燃烧热为571.62kJmol－1＝285.8kJmol－1，表示H2燃烧热的热化学方程式为H2(g)＋12O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－285.8kJmol－1。

“光电效应光子”教学设计

“光电效应光子”--

浙江宁波效实中学杨继林沈晨

【教材】全日制普通高级中学教科书·物理第三册（必修加选修）第二十二章第一节。

【教学时间】一课时。

【教学目标】

1．知识与技能

●了解并识别光电效应现象。

●能表述光电效应现象的规律。

●了解光子的概念，会用光子说解释光电效应现象的规律。

●理解光电效应方程。

●粗略了解光电效应研究史实。

2．过程与方法

●观察赫兹实验中的放电现象，体验发现的过程。

●经历“探究光电效应规律”的过程，获得探究活动的体验。

●尝试发现波动理论面对光电效应规律遇到的困难。

●领略“观察、实验──提出假说──实验验证──新的假说……”的物理学研究方法。

3．情感态度与价值观

●体验探究自然规律的艰辛与喜悦。

●陶冶崇尚科学、仰慕科学家，欣赏物理学的奇妙与和谐的情愫。

●学习科学家敢于坚持真理、勇于创新和实事求是的科学态度和科学精神，培养判断有关信息是否科学的意识。

【教学用具】

1．实验装置赫兹实验装置；光电效应现象演示装置。

2．多媒体课件；资料文字；赫兹实验装置示意动画；研究光电效应实验示意动画；光电效应的波动说描述与光子说描述动画；密立根证实光电方程实验示意动画；普朗克、爱因斯坦、密立根资料图片动画；

【设计理念】本课教材蕴含着十分丰富的教学内容：在知识方面，本课作为后牛顿物理两大支柱之一──量子理论的入门，涉及量子物理最基础的内容，同时，还有着厚重的物理学科文化积淀，有物理学史、科学方法、辩证唯物主义思想、创新意识等人文精神教育的题材。教材在知识陈述上较为浅显直接，而关于这些知识的“背景”，则是相当丰满、承赋人文，为实施“科学的人文教育价值”提供了很大的空间。基于教材特点，本--“以人为本”，突出从赫兹发现光电效应，勒纳德研究光电效应规律，爱因斯坦提出光子说解释光电效应规律，到密立根实验验证光电效应方程，物理学家们上下求索三十年的历程，在让学生学到量子论基础知识与基本技能、发展微观思维方法的同时，获得物理课程文化的浸润与陶冶，体现物理教育在个性品质、好奇求知、质疑创新、科学美及责任心等方面的价值导向。

本课总体设计思想是：课堂教学以光电效应三十年精彩历程为线索，通过充分展示围绕“光电效应”所发生的发现现象、研究规律、提出假说、实验验证这样一个科学发现过程，在科学过程展示中推出学科知识，渗透科学思想方法，借助多媒体课件播放、实验装置重现现象及教师解说，着力于撼动青年学生崇尚科学的情感，弘扬深厚的物理课程文化。

【教学过程】全课以下列四个标题作引导，按历史的发展顺序展开教学活动。

（动画显示课题后，教师引入主题）

引入本课要学习的光电效应，在量子理论的发展中有着特殊的意义。人类对光的本性的认识，到麦克斯韦提出光是一种电磁波，光的波动说似乎已完美无缺了。然而，就是在证实电磁波存在的过程中，人们发现了光具有粒子性的重大事实，这就是光电效应现象。光电效应及其规律的研究，使人类对物质世界的观念发生了变革：大自然在微观层次上是不连续的，即“量子化”的，而不是牛顿物理假设的在一切层次上都是连续的！光电效应最先由赫兹发现，他的学生勒纳德对光电效应的研究卓有成效并获1905年诺贝尔物理学奖，爱因斯坦提出光子论从理论上成功解决了光电效应面临的难题并因此获19:office:office?>

波动理论解释

实验事实

之一

之二

到达金属表面的光能量连续地分布，对某个电子只能吸收其中很少一部分，应有一段时间积累到足够的能量方能从金属表面挣脱。

光波的振幅表征光能量大小，强光对金属作用足够长时间，有足够能量应该可以使电子从金属表面挣脱。

光电效应是否产生存在极限频率（波长）而与光强无关，光电子最大初动能也只与入射光频率成正相关。

若能发生光电效应，即使光很弱，也是瞬间发生的

三、爱因斯坦提出光子论圆满解释

引入观察与理论的互动就是科学，观察是科学进程的开端，观察激发思考导致理论以解释观察结果，而理论又在新的观察中受到检验、引发新的理论，对观察结果进行解释或统一。

原来的电磁波理论与光电效应的实验事实不相符合，促使人们改变认识，构建新的思想框架来解释观察结果。1905年，爱因斯坦用突破性的量子化思想对光电效应做出了现在为科学界普遍接受的解释。

介绍爱因斯坦光量子假说教师介绍普朗克对电磁波辐射所作的量子化假设：振动物体的能量只能取特定的一组允许值。这种思想在当时并没有引起人们多少注意，但爱因斯坦敏锐地捕捉了这一思想闪光，并彻底贯穿到光的辐射与吸收问题中。

教师介绍光子说，并显示文字内容：

在空间传播的光（的能量）不是连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光量子，简称光子，一份光子的能量E＝hv。

用光子说对光电效应规律作解释用如图7所示动画辅助描述光子说下的光电效应：光子像下雨一样落在金属表面上，打出电子，就像机枪子弹从混凝土墙上打下混凝土块一样。

解释极限频率的存在；

解释光电效应的瞬时性；

给出逸出功概念，用光电效应方程（屏幕展示）解释光电子最大初动能只与入射光频率正相关；

解释光电流的强度与入射光的强度成正比。

小结在爱因斯坦提出光子模型后，用来解释光电效应变得出奇地简单明了，今天，我们中学生运用光电方程计算光电效应已不是什么难题，但在上个世纪初，科学家对量子化的物理却极不适应，爱因斯坦的独创性、物理洞察力和对简洁解释的追求使他在忙碌的1905年发表了相对论，成功解释了光电效应，建树起近代物理学研究的两座丰碑。

四、密立根精确实验证实光电效应方程

引入至此，研究光电效应的科学活动并未完成，爱因斯坦的光子假设与光电方程作为假说──一种有根据的猜测，一种尝试性的未经确认的看法，要上升为理论，要为人们认同──当时对这一假说的怀疑超过了狭义相对论，甚至包括普朗克本人也持反对态度，还必须经受实验的检验。许多物理学家都想方设法用实验测量普朗克恒量h，验证光电效应方程。

简介密立根的工作一直对光子假设持有保留的美国物理学家密立根，设计了高精确度的实验装置如图8所示，经过十年的试验，不断解决一些技术难点，终于验证了光电方程的直线性，并测出普朗克恒量h＝6．56×10-34j·s，在事实面前，密立根服从真理，宣布爱因斯坦假说得到证实。科学就是严峻的怀疑态度和对新思想的开放态度的混合，科学常常会发生这种情况：科学家说：“那的确是个好论据，我错了。”然后真的改变想法，扬弃旧观点，科学就是这样进步的。

全课总结本课学习，我们了解了光电效应现象，了解了进行科学活动的方法。光电效应把我们带进了量子化的物理学，光电效应告诉我们理解微观世界要有新的观念，光电效应引领了近代物理学的发展，对哲学、文化和技术的影响深远。让我们怀着对量子理论先驱们的崇敬心情，从科学回到生活。

播放音乐与三位物理学家资料画像，如图9所示。

［课件简介］本课件采用PowerpointXP－F1ashMX制作，充分发挥Powerpoint媒体展示功能与FIashMX的强大的动画功能。其制作过程如下：

一、素材的采集与制作。用超级解霸采集所需的CD音乐；通过网上搜索和扫描仪扫描所需的图片：用F1ashMX制作用波动理论解释光电效应的动画、光子说解释光电效应的动画。

二、系统集成：把各种素材用PowerpointXP做成一定交互能力的幻灯片。

《基因是有遗传效应的DNA片段》教学设计

《基因是有遗传效应的DNA片段》教学设计
一、教材分析
《基因是有遗传效应的DNA片段》是必修2第3章第4节内容。本节主要内容：1．基因和DNA的关系；2．DNA片段中的遗传信息；3．基因和遗传信息的关系。
在本节之前已经学习了与遗传有关的名词遗传因子、基因、染色体、DNA、脱氧核苷酸、遗传物质等，所以本节内容基因和DNA的关系是对前面内容的概括与提升，有利于学生形成遗传相关概念的体系。本节后的第4章则涉及基因的表达、遗传信息的流动等概念，是遗传知识的进一步拓展，而这需要先理解本节内容DNA片段中的遗传信息及基因和遗传信息的关系。所以本节课起着承上启下的重要作用。
二、学情分析
1．本节之前学生已经学习了很多遗传概念，但仍可能存在混淆。
2．学生已经具备一些基本的学习方法，如比较分析、简易推理等，而且能较好地进行小组合作。学生对DNA指纹在刑侦领域的应用也听说过。
3．学生已有一定的数学技能。
三、教学目标
1．知识目标：
（1）举例说明基因是有遗传效应的DNA片段。
（2）说明基因与遗传信息的关系。
2．能力目标：
（1）运用数学方法阐明DNA分子的多样性和特异性的原因。
（2）培养学生的分析资料能力，逻辑推理能力，总结概括能力。
3．情感目标：
通过介绍DNA指纹的应用，对学生进行STS教育
四、教学重点和难点
1．教学重点
（1）基因是有遗传学科网()--教育资源门户，提供试卷、教案、课件、论文、素材及各类教学资源下载，还有大量而丰富的教学相关资讯！效应的DNA片段。
（2）DNA分子具有多样性和特异性。
2．教学难点：脱氧核苷酸序列与遗传信息的多样性。
五、教学方法
1．教学方法：小组合作学习与自主探究结合
能让学生乐于讨论敢于探究，能让学生在合作探究中学会交流合作，善于表达，而且能缩短自主学习的时间。
2．通过活动突破重难点
（1）充分利用资料分析，通过小组合作对实例的分析和讨论来理解基因与DNA的关系。
（2）合理组织探究活动，帮助学生用数学方法解决生物学问题，从而明确DNA的多样性和特异性，基因和遗传信息的关系；
（3）通过已经提示的词语构建概念图的活动，形成遗传概念体系。
六、教学课时：1课时
七、教学过程
创设情境，导入新课：基因是什么？基因是否等于DNA呢？基因与DNA有什么关系呢？
设计意图：调动学生兴趣,引出探究的问题。
讲授新课：
一、说明基因与DNA的关系的实例
1．阅读课本的资料1和资料3（给学生3分钟的时间小组讨论探究），从数量关系上说明DNA和基因的关系
比较：（1）DNA分子数目和基因数目
（2）基因的碱基总数和DNA分子的碱基总数
引导学生得出结论：说明基因是DNA的片段，一个DNA分子具有多个基因；
2．继续阅读课本资料2和资料4
资料2进行推理：（学生小组讨论探究）基因是特定的DNA片段，可切除,可拼接,可独立起作用。(结构单位)
资料4进行推理：（学生小组讨论探究）无HMGIC基因就无肥胖的表现，有HMGIC基因就有肥胖的表现
得出结论：1．基因控制生物的性状(功能单位)
2．基因具有遗传效应。
让学生综合四个资料得出基因的概念：（学生小组讨论探究）
基因是具有遗传效应的DNA片段，是生物体遗传的结构和功能的单位。
解决本节的难点：碱基的排列顺序蕴含着遗传信息
二、DNA片段中的遗传信息
1．提出问题
DNA能储存大量的遗传信息吗？
2．回忆DNA分子的结构。
3．4种碱基的排列顺序蕴藏着遗传信息
情境1：假如决定脸型的一个基因由17个碱基对组成，那么这种排列有多少种可能？
提示：参考数学上的排列组合的计算方法。（学生小组讨论探究）
结论：DNA分子具有多样性
情境2：全球人口总数约为60亿。假设人类基因组中第1号染色体的第1个基因是由17个碱基对随机排列构成的，那么，17个碱基对的所有排列是否都有机会出现？你与你同桌相比，这个基因的脱氧核苷酸序列完全相同的可能性有多大？（学生小组讨论探究）
通过计算得出结论：几乎为零，所以每个人都有特定的遗传序列，说明DNA具有特异性，从而导致了生物的特异性。
4．小结：DNA分子的特征
开阔视野：DNA指纹（课本58页科学、技术、社会）
讨论：你认为哪个怀疑对象最可能是罪犯？
DNA鉴定还常用于哪些方面？
教师总结点评
归纳：遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中；碱基排列顺序的千变万化，构成DNA分子多样性，而碱基的特定的排列顺序，又构成了每一个DNA分子的特异性；DNA分子的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的物质基础。DNA上分布着多个基因，基因是有遗传效应的DNA片段。
小结：基因是有遗传效应的DNA片段，即DNA分子中有遗传效应的脱氧核苷酸序列。
能力提升，构建知识网络
三、脱氧核苷酸、基因、DNA、染色体之间的关系
画出概念图
阐明四者在化学组成和和数量上的关系。（学生小组讨论探究）
练习检测：课后练习
板书设计
一、基因是有遗传效应的DNA片段
二、DNA片段中的遗传信息
1、DNA分子的多样性
2、DNA分子的特异性
三、脱氧核苷酸、基因、DNA、染色体之间的关系。

“多普勒效应”探究性教学设计

一名优秀的教师就要对每一课堂负责，教师在教学前就要准备好教案，做好充分的准备。教案可以让学生们有一个良好的课堂环境，使教师有一个简单易懂的教学思路。那么一篇好的教案要怎么才能写好呢？小编经过搜集和处理，为您提供“多普勒效应”探究性教学设计，供大家借鉴和使用，希望大家分享！

“多普勒效应”探究性--

安徽省阜阳市第三中学谷春生

新课程标准指出，高中物理课程应促进学生自主学习，让学生积极参与、乐于探究、勇于实验、勤于思考。通过多样化的教学方式，帮助学生学习物理知识与技能，培养其科学探究能力，使其逐步形成科学态度与科学精神。笔者在教学实践过程中不断学习，努力拓宽自己的知识面，挖掘出教材中所蕴含的探究性因素，精心设计相应的探究性课题，把学生置于开放、多元的学习环境中，确立学生在学习中的主体地位，增强学生的独立思考能力，启迪学生的创新思维。下面笔者以“多普勒效应”一节为例，谈谈自己在这方面的做法。

一、探究性学习的前期准备

先简单介绍多普勒效应源于1842年奥地利物理学家多普勒带着女儿在铁道旁散步时，听到火车汽笛声音调变化的偶然发现，启迪学生应留意生活中的物理知识，或许伟大的发现就在自己身边，从而激发学生探索的兴趣。然后让学生预习并自学本节的知识，使学生对该节物理知识具有一定的认识，同时介绍一课外小制作，完成探究性活动的准备工作。

[小制作]：叫蝉──民间玩具。

叫蝉是一种用竹木制作的民间玩具，由鸣蝉（发音体）、细线和甩棒构成（如图1所示）。转动甩棒，使细线带动鸣蝉做圆周运动，此时将会听到音调起伏变化的鸣叫声（类似蝉鸣）。而且叫蝉分别沿顺时针、逆时针或低速和高速旋转时均能发出不同的蝉鸣声。

[制作方法]：取一小竹筒，用烧红的细铁钉在竹筒的底部戳穿一小孔，让一细线穿孔系牢。再取一根筷子，在其粗端用刀刻一凹槽，在槽中熔入少许松香，细线的另一端套在凹槽中可以自由转动。用万能胶粘一对透明薄绢作为翅膀，稍加修饰，便制成一叫蝉。转动筷子，使叫蝉绕筷子旋转，此时叫蝉就能发出音调起伏的鸣叫声。

[原因解释]：声音是由于物体的振动产生的。叫蝉是由蝉体（空腔）、空腔底膜和细线组成。甩棒使叫蝉做圆周运动时，细线被拉紧，细线的一端在棒上的凹槽中转动，由于有松香细末的参与，加大了细线与棒的摩擦，从而通过细线使得竹筒底膜发生振动，膜的振动又推动竹制空腔的空气产生共鸣，便听到了声音。

布置学生课外自己制作“叫蝉”，启迪学生能不能通过设计方案来探究多普勒效应呢？

二、探究性学习实施过程

学生制作完成后，教师带着学生列队到学校操场完成探究性学习。让学生先旋转自己制作的叫蝉，使其发出“知知……”的声音。对于不发声的叫蝉，教师指导学生改进，并让学生汇报自己的探索设计方案。然后，确定探究方案（学生兴奋不已）。

将学生分成10组，选出叫声较响的10个叫蝉做实验。指导学生完成以下问题探究，研究在哪些条件下会发生多普勒效应？（或者让学生做实验并设计方案自主探索研究。）

第一种情况：一人在水平面内匀速率快速旋转细线（如图1所示），使叫蝉发声，该组的其他同学站在原地仔细听，判断音调是否变化，是否有多普勒效应发生？探究后，学生回答：有。

第二种情况：一人在水平面内匀速快速旋转细线（如图1所示），使叫蝉发声，该组的其他同学靠近或远离叫蝉，判断音调是否变化，是否有多普勒效应发生？探究后，学生回答：有。效果比第一种情况更明显。

第三种情况：一人在水平面内旋转细线，使声源（叫蝉）绕着人做匀速圆周运动，此人在转动轴心处倾听，判断音调是否变化，是否有多普勒效应发生？探究后，学生回答：有。

第四种情况：学生甲在水平面内旋转较长的细线，使叫蝉做匀速率圆周运动，另一学生乙随着叫蝉一起运动，学生乙、叫蝉和圆心始终三点共线（如图2所示），判断音调是否变化，是否有多普勒效应发生？探究后，学生回答：有。

第五种情况：让每组学生拿出事先带来的小录音机，并用粉笔在操场上画出标准圆圈，录音机的喇叭口放在圆心处，使其口朝上放出某一音调的音，每个学生沿着圆圈做圆周运动，判断音调是否变化，是否有多普勒效应发生？探究后，学生回答：无。

每组学生都积极主动地进行实验，仔细感知、分析，沉浸在探究的愉悦之中，在身心愉快中进行学习。等几组实验都完成后，分别让他们汇报探究结果，从而可以培养学生的信息收集处理能力、语言交流表达能力、团队协调合作能力，等等。最后，下课铃响以后，学生们依依不舍地离开了操场。

为什么会发生这种现象呢？让我们一起来仔细探讨其中的原因：

设观察者相对于均匀介质不动，而波源相对于均匀介质运动（就像我们站在铁道旁听驶来和驶去的火车的汽笛声），这时波源发出的波的波面如图3所示。当波源向右运动时，观察者不动，波源由位置S1运动到位置S2，波源右方的波面变得密集，波长变短，左方的波面变得稀疏，波长变长，但波在介质中的传播速度并没有改变。观察者在波源右侧时，在单位时间内接收到的完全波的个数增多，观测频率增大，音调变高；同理，观察者在波源左侧时，其观测频率减小，音调变低。

对于上述学生分组实验的几种情况，我们也可以形象地画出其波面来进行分析：

第一种情况：当观测者站着不动时，叫蝉转过去，属于远离观测者，形成的波面如图4所示的波面A，观察者单位时间内接收到的完全波的个数减少，观测频率小于波源频率，故音调变低；叫蝉转过来属于靠近观测者，所形成的波面如图4所示的波面Ｂ，观察者所感知的观测频率大于波源频率，故音调变高。

第二种情况也是如此，只不过观测者还在做靠近或远离波源运动，观测者单位时间内接收到的完全波的个数更多或更少，效果更为明显。

第三种情况：当波源（叫蝉）绕着圆心O（或人）做匀速率圆周运动时，沿圆周的法向波面发生了变化（如图5所示），使人耳单位时间内接收到的完全波的个数发生了变化，故音调发生了变化。在这种情况下，波源与观察者之间既没有靠近、也没有远离，却发生了多普勒效应。

第四种情况：人随着叫蝉沿圆周的切向一起前进，匀速率旋转的叫蝉所形成的波面如图6所示。在圆的法线方向，人始终与波源S的间距不变（人、叫蝉和圆心始终三点共线），沿圆的法线方向波面发生了变化，故人单位时间内接收到的完全波的个数发生了变化，即发生了多普勒效应。这又是一种人与波源既没有靠近，也没有远离，但能发生多普勒效应的实例。

第五种情况：如图7所示，以波源为圆心，波在均匀介质中向四面八方均匀传播，人在其中的一个波面上绕着波源做圆周运动，人耳单位时间内接收到的完全波的个数并没有改变，故不会发生多普勒效应。虽然人与波源之间发生了相对运动，但观测频率没有变化，所以不会发生多普勒效应。

三、探究性学习成果是对课本知识的创新

拓展该探究性实验拓宽了学生的思路，启迪了学生的创新思维。教材中只描述波源与观察者相对运动中的相互靠近或远离会产生多普勒效应。通过探究性学习，同学们提出了一些新的观点：波源和观察者即使有靠近或远离，也会有多普勒效应发生，如第三、四种情况；即使没有相对运动，也不一定有多普勒效应发生，如第五种情况。所以教科书最好略作修改，适当地增加一些定性探讨的其他实例，以丰富学生对多普勒效应的认识深度。

四、探究性学习能激发学生强烈的好奇心和求知欲，使他们提出一些新的问题

学生通过实验探究，兴趣大增，思维的闸门打开，提出一系列新的问题：

例1小时候捕捉到的真蝉，握在手中，旋转手臂，听到音调发生变化的蝉鸣，是否属于多普勒效应？

分析蝉靠腹部的振动片振动发声，一般振动频率是一定的，即叫声频率不变。当用手在水平面内摇动它时，观测频率发生了变化，属于多普勒效应。

例2人耳听到警车发出的警笛声是否属于多普勒效应？分析老式警车的报警系统是一个可以绕轴旋转的喇叭，置于汽车顶盖上，喇叭口朝前。当报警时，该喇叭口沿水平面绕自身的轴旋转（如图8所示）。随着警车的开动，使人们感知的观测频率发生改变，音调发生变化，故属于多普勒效应。

新式警车是什么样的呢？让学生开展社会实践活动，走访公安部门，写一篇探究性社会实践报告。如果是，分析原因；如果不是，也要分析原因。

没有探究就没有科学。如果学生初次接触探究性课题，探究性学习可以在教师指导下进行；如果学生多次开展过探究性活动，探究性学习可由学生自己设计完成，以便更好地激发学生自主学习能力，启迪学生的创新思维。总之，教师在教学过程中要尽最大可能给学生提供必要的科学探究机会，让学生通过社会调查、查阅文献进行自主思维、动手实验等，体验探究过程的曲折和乐趣，发展自身的科学探究的能力。

文章来源：http://m.jab88.com/j/39341.html

更多